4 осевого чпу своими руками

Переделка обычного 3-х осевого под 4-ю ось от А до Я

#1 OFFLINE sp34

Пользователи+

38 сообщений

• Пол: Мужчина
• Из:Мос.обл

Постараюсь описать в этой теме весь процесс переделки обычного 3-х осевого с параметрами Y-1000 X-750 Z-95 под четвертую ось — своими руками и с минимальными затратами !

Начал я с увеличения высоты портала — моя высота была 95мм

Решил остановиться на высоте 175 мм — это чистая высота от стола до портала + возможность передвинуть шпиндель выше в его хомуте крепления (это чисто для плоскости безопасности ) до 30мм !

Изготовил вот такие проставки (они пронизаны 3-я длинными 100мм болтами на сквозь — закрученные в штатные места + дополнительно короткими для жесткости еще два с верху и два с низу ) на фото видно все и установил их.

Далее проверив работоспособность станка и расстояние от стола до фрезы в крайнем левом положении и крайнем правом — увидел разницу в 0.45мм (очень много) как избавился , да очень просто — кувалдой как дал по той стороне что была выше и все .

А теперь серьезно — взял листовую нержавейку 0.45 мм (ее сейчас валом от 0.4 до 0.8) у жестянщиков — которые вытяжки делают и изготовил из нее пластину в моем случае 150х20 с 3-я отверстиями , установил ее между проставкой и порталом с той стороны которая ниже (на фото я стрелкой показал пластину — там ее еле видно) и о чудо разница в высотах по оси Х стала 0.03 мм — ну на этом я решил успокоиться меня устраивает !

Следующим шагом приобретал токарный шпиндель — немного поискав нашел 130мм (с обратными кулачками как раз зажмет 175мм на нем и остановился )

Прикрепленные изображения

• 
• 

Сообщение отредактировал sp34: 20 Февраль 2015 — 15:07

#2 OFFLINE sp34

Пользователи+

38 сообщений

• Пол: Мужчина
• Из:Мос.обл

В этом сообщении о редукторе для токарного шпинделя!

Посмотрев о предложениях уже готовых поворотных осей — все они крепились на стол в рабочую зону тем самым их надо было либо снимать — чтобы рабочее поле было свободным (тем самым нарушая его установку — об этом позже ) либо смириться с потерей части рабочего поля.

Я решил сделать дополнительную площадку для установки 4-оси рядом с рабочей зоной ! решив при этом выше описанные проблемы и получив преимущество такие как : не занимает рабочее поле , не нужно демонтировать и одна из самых главных (при разведении кулачков они могут выходить далеко за пределы диаметра токарного шпинделя и тем самым упереться в стол , а установив площадку чуть ниже рабочего стола — я этого избежал ! )

Ну это я чуть забежал в перед — и перед изготовления площадки нужно найти подходящий редуктор — тут поиск без ограничений !

Я лично придерживался таких параметров как тип редуктора , компактность , передаточное число и диаметр выходного вала для крепления шпинделя !

Самый точный редуктор — это без спорно волновой , но есть варианты и червячных не плохие !

Соотношение редукции выбирал следующим образом — так как на моем станки стоят ШВП с шагом 05 (это своего рода и есть редуктор — за один оборот вала ШД — ось перемещается на 5мм) — отсюда я и оттолкнулся взяв максимальный диаметр обработки 170мм находим длину круга по формуле L = D * 3.14 получаем L = 549.5мм делим ее на наш шаг 5мм и получаем соотношение (редукцию) 110 — что это — это если бы редуктор вращать ШД любой из нашей оси то за один оборот ШД на поверхности заготовки в диаметре 175мм будет пройден отрезок в 5мм — получаются точно тикие-же параметры как и у нашего станка , НО . есть и второй вариант событий !

Возьмем заготовку ну скажем в 50мм — по выше описанной формуле получаем L = 157мм / 5мм = (редукция) 31 — отсюда видим , что если мы хотим сохранить параметры станка не меняя настройки драйверов и т д на малом диаметре то редукция в 110 нам великовата !

Вывод : если планируете использовать точную обработку (как и на оси Z и Y) на максимальном диаметре то редукция должна быть как в 1 варианте если нет то можно и редукцию чуть меньше !

Лично я остановился на редукторе 1 х 83 так как не планировал ювелирную точность на большом диаметре (но забегая далеко в перед своего описания я решил и эту проблему и теперь я могу поставить любой шаг от 0.1 до 5.0 на диаметре от 0 до 250мм — но об этом позже . )

Диаметр выходного вала редуктора мне попался 30мм , что так же меня устроило (не сталь обрабатывать) !

Тип редуктора червячный — люфт примерно 1 гр (далее я его исключил до 0.2 — об этом позже)

Вот такой редуктор я выбрал ! Волновой — так за гуманные деньги я и не нашел !

Сообщение отредактировал sp34: 20 Февраль 2015 — 16:23

Источник

Форум клана ЧПУшников

Меню навигации

Пользовательские ссылки

Информация о пользователе

Вы здесь » Форум клана ЧПУшников » «Комплектующие для станков с ЧПУ» » 4-я (поворотная) ось своими руками из подножного материала

4-я (поворотная) ось своими руками из подножного материала

Сообщений 1 страница 23 из 23

Поделиться118-12-2020 17:42:18

• Автор: Simon58
• Местный
• Откуда: г.Владимир
• Зарегистрирован : 14-12-2019
• Приглашений: 0
• Сообщений: 229
• Уважение: [+97/-0]
• Позитив: [+112/-4]
• Пол: Мужской
• Провел на форуме:
  3 дня 9 часов
• Последний визит:
  Вчера 10:39:11

Приспичило мне заиметь поворотную ось. Не то, чтобы очень надо, но хочется. На Али готовый комплект стоит десятку, причем это с патроном 65мм.
И задумал я спроектировать и изготовить ось из доступных почти каждому материалов, доступную для повторения.

В общем, получился вот такой девайс:

Еще не все готово, но первый пуск успешен:

Хотел написать подробную статью, но засомневался. Куда я со своим фанерным в ряды монстров ЧПУ-шников
В общем, если будет интерес, то изложу подробно.

Поделиться219-12-2020 10:18:51

• Автор: Администратор
• Администратор
• 
• Откуда: Россия
• Зарегистрирован : 02-10-2009
• Приглашений: 342
• Сообщений: 7705
• Уважение: [+2946/-50]
• Позитив: [+1885/-39]
• Пол: Мужской
• Провел на форуме:
  9 месяцев 27 дней
• Последний визит:
  Сегодня 00:04:39

Хотел написать подробную статью, но засомневался. Куда я со своим фанерным в ряды монстров ЧПУ-шников
В общем, если будет интерес, то изложу подробно.

Фанерные тоже имеют место быть,поэтому пишите не стесняясь,это точно будет интересно.

Поделиться321-12-2020 11:32:05

• Автор: Simon58
• Местный
• Откуда: г.Владимир
• Зарегистрирован : 14-12-2019
• Приглашений: 0
• Сообщений: 229
• Уважение: [+97/-0]
• Позитив: [+112/-4]
• Пол: Мужской
• Провел на форуме:
  3 дня 9 часов
• Последний визит:
  Вчера 10:39:11

В общем, началось все с того, что одному моему знакомому со средним профессиональным ЧПУ-станком захотелось заиметь поворотную ось для выпиливания всяких балясин, да оголовий. И мне тоже был интересен такой девайс, но не до такой степени, чтобы его покупать.
Поэтому, решил я его запилить сам.

Критерии были такие:
1. Доступность повторения, если у тебя есть только ЧПУ-станок.
2. Из доступных материалов.

Соблюдение этих критериев важно, т.к. в противном случае стоимость изготовления оси будет расти и целесообразность ее самостоятельного изготовления будет под вопросом, по сравнению с заказом с Али готовой оси.

Начал с патрона, в том числе с обрабатываемых заготовок и получаемых изделий. Наши с товарищем интересы таковы: балясина, статуэтка, навершие, фигурки, гравировка на кольце (лимбе) и т.п. Поэтому диаметр рабочей области вырисовывается в районе 100-150мм. В качестве зажимного устройства решил применить старый советский токарный патрон на 100мм (потому что он у меня уже был). Конечно, аналогичные китайские патроны легче (потому что хлипче), но их надо покупать. Четырехкулачковый патрон был бы идеален, но это тоже надо покупать. Мой товарищ тоже где-то нарыл аналогичный патрон. А вообще, такие патроны, до 160мм можно недорого найти по объявлениям. Как вариант — изготовить самодельный зажим на 4 саморезах или аналог поводкового патрона. Но у нас уже есть 3-кулачковые патроны, так что строим ось на них. В них можно вставлять как прямые, так и обратные кулачки. Не обязательно иметь огромный патрон с большим зажимаемым диаметром. Во первых, я уже упоминал поводок, а во-вторых, как вариант, можно взять заднюю пластину от крупного динамика. Она будет представлять собой круглую бобышку с приваренным к ней диском. В пластине сверлим отверстия и прикручиваем пластину к торцу крупной заготовки, а бобышку зажимаем в патрон.

Вес советского чугунного патрона — приличный, но что поделать, зато он уже есть. Переходим к конструкции передней бабки.

ПБ построена по коробочному типу, чтобы минимизировать деформации. В основании ПБ имеется 2 ряда отверстий, которые соответствуют «системе 20мм». Это я так гордо называю мою сетку отверстий 3.3мм с шагом 20мм, просверленных в столе ЧПУ. Поскольку сама сетка просверлена на этом же станке, то устанавливая ПБ в любое место стола я буду гарантированно иметь соосность осей станка и 4-й оси.
В качестве материала для ПБ я использовал обрезки искусственного камня, которых у меня много. У товарища тоже много А вообще, можно использовать то, что есть под рукой: толстое оргстекло, текстолит, ламинированная («финская») фанера и т.п. листовые материалы. Буржуи могут взять листы алюминия 8-10мм толщиной. В случае применения фанеры необходимо увеличить толщину деталей.

Итак, достаем материал и кроим его на своем ЧПУ. Но для этого надо построить 3Д-модель будущей ПБ с учетом имеющегося в наличии материала. Я проектировал в солиде, но могут применяться любые программы, вплоть до чертежных или даже просто «в уме» и на листочке.
Ниже показываю скрин своей модели:

Самая тяжелая деталь здесь — патрон, поэтому центр масс смещен сильно вперед. Патрон нарисован упрощенно, с максимально разведенными кулачками, чтобы убедиться, что они ни за что не задевают. Боковые стенки имеют скосы, вырезанные так, чтобы не препятствовать замене кулачков с прямых на обратные и наоборот.
Патрон крепится на план-шайбе, которая надета на вал. Учитывая п.1 критериев, в качестве вала взята строительная шпилька М16. Да, она сделана из говнилина, поэтому, учитывая вес патрона, такой диаметр. Передняя стенка должна быть максимально приближена к патрону, чтобы уменьшить рычаг изгибающего усилия.
Все детали ПБ скреплены винтами М4, коих щедро разбросано по всей ПБ. Резьбы задолбался резать Можно было бы склеить детали имеющимся в наличии специальным клеем для искусственного камня, который держит так, что ломается где угодно, кроме шва. Это бы превратило ПБ в монолит, но мне так не захотелось. В случае фанеры — рекомендую евровинты, они жирные и держат хорошо.

Устал стучать. Продолжение истории с картинками следует.

Поделиться422-12-2020 10:49:05

• Автор: Simon58
• Местный
• Откуда: г.Владимир
• Зарегистрирован : 14-12-2019
• Приглашений: 0
• Сообщений: 229
• Уважение: [+97/-0]
• Позитив: [+112/-4]
• Пол: Мужской
• Провел на форуме:
  3 дня 9 часов
• Последний визит:
  Вчера 10:39:11

Патрон должен крепиться на планшайбу. Ее выпиливаем из листа.

Центральный выступ в моем случае должен иметь диаметр 72мм. Это посадка с легким натягом. Поэтому делаем несколько УП и по 0.2мм добавляя диаметр, не снимая деталь со стола и не теряя ноль, добиваемся плотной посадки патрона.
В моем случае план-шайба крепится на вал на резьбу. В центральном отверстии я метчиком нарезал резьбу и накрутил план-шайбу на вал-шпильку. Сразу за план-шайбой стоит гайка, между ними увеличенная шайба. Гайку надо «до усёру» затянуть, желательно еще и на герметик/клей/фиксатор посадить эти резьбы. Энтузиасты могут с торца болгаркой пропилить аналог шпонки.
В случае фанеры финт с резьбой не пройдет, придется брать толстую фанеру или скреплять двойной лист, затем выбирать в нем спереди выемку под вторую (переднюю) гайку и уже двумя гайками стягивать план-шайбу. Двойная толщина нужна для выемки, а выемка нужна чтобы спрятать гайку, т.к под нее места в патроне нет.

Еще вариант — на переднем торце вала-шпильки прихватить сваркой широкую шайбу и уже к ней притягивать гайкой план-шайбу. Место под тонкую шайбу в патроне есть.

Забегу вперед — так как мы соблюдаем п.1 критериев и взяли шпильку с штатными гайками, то они, естественно, все кривые и даже правильно изготовленная планшайба с аккуратной резьбой все равно сядет на шпильку криво и будет бить восьмерку. Тут надо либо протачивать прилегающие плоскости гаек (вспоминаем про п.1 и отвергаем токарный станок), либо просто потом, когда поворотка будет собрана, пустить ее на постоянное вращение и длинной фрезой аккуратно по месту выровнять плоскость под патрон. Так даже правильнее делать.

Вообще, если вся конструкция спроектирована в CAD’е, то потом остается только выгружать чертежи деталей и выпиливать их на станке. Это быстро и просто.

Снимаем планшайбу. Та гайка, которой планшайба затянута, с другой своей стороны прилегает к подшипнику.

В передней стенке на 2/3 глубины профрезеровано посадочное место под плотную посадку подшипника. Я поставил распространенный 102-й подшипник в варианте с двумя пыльниками. Он дешевый и везде есть. Подшипник устанавливается с передней стороны передней стенки. С другой стороны подшипника еще одна гайка, которая туго зажимает подшипник между собой и гайкой план-шайбы.

Двигаемся по валу назад. Там стоит задняя стенка. С задней стороны задней стенки стоит еще один такой же подшипник.

Аккуратно затягивая при сборке ПБ заднюю гайку задней стенки мы выбираем оба люфта в подшипниках и делаем их легкий натяг. Затем передней гайкой задней стенки мы фиксируем этот натяг. У нас бюджетный вариант оси, да и ничего в таких режимах подшипникам не сделается.

Далее ставим ведомую шестерню и еще одной гайкой «до усера» и (наверное желательно на клей) фиксируем ее. Небольшое возможное восьмерочное биение ведомой шестерни не критично.

Остальной конструктив коробочки виден по месту. Я в деталях делал миллиметровые выборки по плоскости (уступы), чтобы детали держались не только на винтах, но и упирались гранями в упоры, для жесткости.
Вот такие упоры:

Ну и собирать все с ними удобно. Собрал, оно все уперлось, притянул струбцинами, засверлился и потом нарезал резьбы.

Шаговик от старого матричного принтера и зубчатый ремень от него же. При отсутствии — можно ремень и шпулю купить на Али недорого. Шаговиков таких на авите как грязи, если не нашлось у себя и по знакомым.
Шаговик крепится на планке-держателе, которая имеет выборки и прорези для обеспечения натяга ремня. Ременная передача обеспечивает отсутствие люфтов.

Мой шаговик стандартный, имеет 200 шагов на оборот. Шпуля имеет 20 зубов. Ведомую шестерню я рассчитал на 200 зубов, так что имею передаточное соотношение 1:10. И сам шаговик неслаб и передаточное будет способствовать усилию удержания и поворота.
Что с точностью: 200 шагов — это угол 1.8 градуса. Делим на 16 (дробление шага), на 10 (передаточное) = 0.01125 градуса на шаг, что на диаметре заготовки 100мм даст 0.01мм длины дуги (перемещения). Вполне достаточно.

Ведомая шестерня имеет с одной стороны бортик (от схода ремня), а с другой стороны (сзади ПБ) выборку под кольцо аналогичного назначения. На фото и в модели его нет, еще не сделал. Но даже без кольца ремень стоит стабильно. Изначально планировал кольцо выпилить из тонкого оргстекла и приклеить. А сейчас пришла мысль посадить его на 5-8 винтиков М3. Так практичнее. И отверстия в шестерне надо было закладывать раньше , теперь придется вручную размечать и сверлить.
Ведущая шестерня имеет с внешней стороны штатный бортик, а с другой стороны сход ремня ограничивается плоскостью держателя двигателя.

По ремню. Штатный ремень очень длинный и закольцован. Разрезал его, концы на длине 20мм (с разных сторон соответственно) зашлифовал до корда и слеил по всем правилам 88-м клеем. Клеил в специально сделанном «кондукторе», чтобы зубы не расползлись и соосность осталась.

Держит хорошо, утолщение ремня незаметно. Но, мне этого показалось мало. Поэтому решил дополнительно прошить.
Сначала планировал удалить один зуб и на его месте организовать многократную прошивку (как пуговицу пришивают). Но я взял самую тонкую иглу для вышивания. А в качестве нити — взял корд из витой пары. Он очень крепкий и тонкий. В итоге, несколько стежков в ямке между зубами никак не повлияли на профиль ремня. Прошил в паре мест. Ниточки от узелков на ремне (еще не закрепленные суперклеем и не подрезанные) можно видеть на видео в первом посте. Ремень прошивается легко. По ширине запросто умещается 4 отверстия в ряд.

Вот в целом и все. Конструкция изготавливается довольно быстро, просто, дешево, доступно и не требует применения специальных инструментов.

Наиболее внимательные, наверное, заметили, что шпилька М16, хоть и хронически просаженная, все же имеет внешний диаметр 15.8мм (в моем случае, что удивительно, обычно просаживают больше). А внутренний диаметр 102-го подшипника — 15мм. Да, все так. Если внимательно посмотреть на шпильку, то она имеет острые кромки резьбы, что в сочетании с маркой стали «говнилин» дает легкую сминаемость кромок. Но мы же придерживаемся п.1 критериев, поэтому нам доступна только шпилька (возможно, в автомагазине найдется какой-нибудь крепеж, вроде шпилек ГБЦ, не знаю). Я эту шпильку отрезал болгаркой на нужную длину (я для тестов взял чуть длиннее) и проточил ее в токарнике до 15мм, смахнув острые кромки и получив достаточную площадь для опирания. А как же п.1 критериев и токарник ? Если внимательно посмотреть на конструкцию, то диаметр 15мм нам желательно соблюсти лишь в двух узких местах, там где подшипники. Эти места можно пометить маркером на шпильке. Зарядить ее в шурик, упереть другим концом с засверленным отверстием в гвоздь и напильником поелозить по ней, сбивая кромки и уменьшая диаметр до 15 и меньше. И лишь в 2 местах шириной 10мм это сделать аккуратнее, примеряя подшипник. Профи с помощником могут использовать болгарку с толстым диском — это будет быстрее.
Как вариант, можно купить подшипник с внутренним диаметром 16мм и подложить между ним и шпилькой тонкую фольгу (правда ее может разрезать кромка шпильки). Припоем напаять в этом месте или еще как. Много есть вариантов. Мне было проще подогнать под 15мм.

И будет еще вишенка на торт

Источник